کاویتاسیون پمپ چیست و چگونه می توان از آن اجتناب کرد؟

آیا شما پمپی دارید که از آن صدای ناهنجار شنیده می شود. یا اینکه گویی داخل پمپ خرده سنگ انداخته اند. اگر اینچنین است شما مشکل کاویتاسیون در پمپ را دارید.کاویتاسیون پمپ می تواند باعث ایجاد مسائل و مشکلاتی برای سیستم پمپاژ شما گردد. این مشکلات شامل نویز اضافی و مصرف انرژی زیاد است همچنین لازم به ذکر است که باعث آسیب های جدی به خود پمپ می شود.

کاویتاسیون پمپ چیست؟

می توان به سادگی گفت که کاویتاسیون تشکیل حباب یا حفره در مایع است، در نواحی اطراف پروانه که فشار نسبتا پایینی دارند، تشکیل می شود. ترکیدن یا فروریختن این حبابها باعث ایجاد شوک شدید در داخل پمپ می شود. که باعث آسیب جدی به پروانه و همچنین آسیب به هوزینگ پمپ می شود.

شکل شماره 1: پروانه آسیب دیده از کاویتاسیون را نشان می دهد.

اگر چاره اندیشی نشود، کاویتاسیون پمپ می تواند باعث مشکلات زیر شود:

• خرابی محفظه (هوزینگ) پمپ

• تخریب پروانه پمپ

• لرزش زیاد – که متعاقب آن باعث خرابی سیل و یاتاقان (بلبرینگ) می شود.

• مصرف توان بیش از اندازه مورد نیاز

• کاهش دبی و فشار پمپ

دو نوع کاویتاسیون در پمپ ها وجود دارد: مکش (suction) و تخلیه (discharge)

کاویتاسیون پمپ مکش (Suction Cavitation)

هنگامی که پمپ زیر فشار پایین یا شرایط خلاء زیاد قرار دارد کاویتاسیون مکش رخ می دهد. اگر پمپ خوب تغذیه نشود یا جریان کافی آب را دریافت نکند، در ناحیه چشم پروانه (eye of the impeller) حباب یا حفره ایجاد می شود. حباب ها به سمت تخلیه پمپ منتقل می شوند، شرایط مایع تغییر می کند، فشرده شدن حبابها داخل مایع باعث می شود حباب ها در مقابل سطح خارجی پروانه منفجر شوند.

شکل شماره 2: پروانه آسیب دیده بدلیل کاویتاسیون مکش

پروانه ای که تحت کاویتاسیون مکش قرار گرفته است  به مرور اجزای ریز و درشتی از مواد آن جدا شود که باعث می شود در آن ناحیه شبیه اسفنج گردد. در صورتیکه کاویتاسیون مکش وجود داشته باشد آسیب به پروانه در ناحیه چشم پروانه ظاهر می شود.

علل احتمالی کاویتاسیون مکش

• مسدود شدن فیلترها یا صافی های ورودی

• گرفتگی لوله ها

• پمپ خیلی دورتر ار منحنی عملکرد خود کار کند.

• طراحی لوله کشی اشتباه

• شرایط مکش ضعیف (نیاز به NPSH)

کاویتاسیون تخلیه (Dischrge)

هنگامی که فشار تخلیه پمپ بسیار زیاد است یا پمپ در کمتر از 10٪ از بهترین نقطه کارایی خود (BEP) کار می کند ، کاویتاسیون تخلیه رخ می دهد. فشار تخلیه زیاد باعث می شود که سیال به سختی از پمپ خارج شود از اینرو در داخل پمپ گردش می کند. جریان مایعات بین پروانه و محفظه با سرعت بسیار بالا باعث ایجاد خلا در دیواره محفظه و تشکیل حباب می شود.

شکل شماره 3: پروانه آسیب دیده بدلیل کاویتاسیون تخلیه

همانند کاویتاسیون مکش، انفجار آن حباب ها موج های شدیدی را ایجاد می کند باعث سایش زودرس لبه های پروانه و محفظه پمپ می شود.

علل احتمالی کاویتاسیون تخلیه:

• گرفتگی لوله در سمت تخلیه پمپ

• مسدود شدن فیلترها یا صافی های خروجی پمپ

• کارکرد پمپ خیلی دور از ناحیه عملکرد خودش

• طراحی لوله کشی اشتباه

پیشگیری از کاویتاسیون پمپ

اگر پمپ ها درگیر کاویتاسیون شدند، این موارد را بررسی کنید تا خود شما بتوانید مشکل را برطرف کنید:

1. فیلتر و صافی ها را بررسی کنید – مسدود شدن مکش یا سمت تخلیه می تواند باعث عدم تعادل فشار داخل پمپ شود.
2. به منحنی پمپ مراجعه کنید – برای تشخیص و شناسایی محل کارکرد الکتروپمپ بر روی منحنی از گیج فشار و فلومتر استفاده کنید. مطمئن شوید که در بهترین نقطه کارایی خود کار می کند. کارکردن پمپ خارج از نقطه بهترین راندمان خود فقط باعث بازچرخش زیاد آب در پمپ نمی شود. همچنین مواردی نظیر دمای بیشتر، بارهای شعاعی، لرزش، دماهای بالای آب بند (seal) و کاهش راندمان هم از اثرات آن است.
3. طراحی لوله ها را مجددا ارزیابی کنید – اطمینان حاصل کنید مسیری که مایعات برای رفتن و برگشت به پمپ شما طی می کند برای شرایط کارکرد پمپ ایده آل است. طرح هایی با ”U” معکوس در سمت مکش می توانند هوا را به دام بیندازند ، در حالی که طراحی با زاویه 90 درجه بلافاصله قبل از پمپ می تواند باعث ایجاد تلاطم داخل پمپ شود. هر دو اینها منجر به ایجاد مشکل در مکش و کاویتاسیون پمپ می شوند.

کاویتاسیون یک مشکل رایج در سیستم های پمپاژ است. اما با سایز کردن درست پمپ، طراحی لوله، و مراقبت از فیلترها و صافی ها، به میزان زیادی می توان از خسارت به پمپ و پروانه های آن جلوگیری کرد.